Estudio del mecanismo de desactivación e intoxicación por metales alcalinos en catalizadores SCR basado en diferencias de configuración

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摘要

【Objetivo】Con la popularización de la co-combustión de carbón alto en álcalis en Xinjiang, aún faltan estudios sistemáticos sobre las diferencias y mecanismos de resistencia a la intoxicación alcalina entre los catalizadores en panel y los catalizadores de tipo panal. Los trabajos existentes se basan mayormente en la simulación de una sola sal metálica alcalina en laboratorio, mientras que la ceniza volante real es una mezcla compleja, y las condiciones de simulación difieren significativamente de los gases reales de carbón alto en álcalis, lo que limita el valor de orientación de los resultados de investigación. 【Método】Se utilizó ceniza volante real de planta eléctrica, simulando condiciones típicas de gases en un reactor de lecho fijo en laboratorio, comparando los cambios en las propiedades físicas y químicas de los catalizadores SCR tipo panal y de panel, frescos y en servicio. Combinando la determinación del área superficial específica, análisis de acidez superficial NH3-TPD y caracterización del estado de valencia del vanadio mediante XPS, se estudió sistemáticamente el comportamiento de intoxicación y desactivación de ambos catalizadores. 【Resultados】Aunque los catalizadores de panel se queman y desactivan más fácilmente bajo condiciones altamente alcalinas extremas, la desactivación por difusión en fase sólida es difícil de restaurar mediante regeneración física o química suave, pero su tasa de decrecimiento en eficiencia de reducción de NOx es menor que la de los catalizadores tipo panal. Bajo la misma carga alcalina, la actividad de reducción de NOx de los catalizadores tipo panal disminuyó un 29,5 % en 4800 h, mientras que los catalizadores de panel solo disminuyeron un 24,6 %. El ciclo del estado de valencia del vanadio en los catalizadores tipo panal es más fácilmente bloqueado por metales alcalinos, lo que inhibe la «vía SCR rápida» dependiente de la transformación NO→NO2, y sus sitios ácidos de Brønsted son más fácilmente neutralizados por metales alcalinos. 【Conclusión】Por lo tanto, en escenarios industriales de co-combustión de carbón alto en álcalis, los catalizadores de panel son la opción preferida para lograr una reducción de NOx de larga duración.

关键词

SCR; catalizador de reducción de NOx; metales alcalinos; mecanismo de desactivación; cenizas volantes

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